Отдел Исследований Луны и планет

С началом исследования Луны космическими аппаратами сотрудники отдела принимали активное участие в Лунных программах. Наряду с созданием карт и глобусов Луны в отделе проводились работы по разработке дистанционных методов исследования физических и химических свойств поверхностного слоя Луны и других безатмосферных тел. В рамках этих исследований в отделе были разработаны методики дистанционного зондирования поверхности и создан ряд оптических и электронных приборов, нашедших применение не только в исследованиях Луны, но и в мониторинге сельскохозяйственных растений, лесов, а также в геологии при поиске полезных ископаемых.

Результаты исследований, проводимых в отделе, использовались для выбора мест посадок космических аппаратов и для определения наиболее интересных мест для строительства Лунной и Марсианской базы. Использование ресурсов Луны не утратило своей актуальности и в наши дни. Шевченко В.В. в соавторстве с Зеленым Л.М. продолжили исследования перспективных ресурсов редких и редкоземельных металлов в ближнем космосе. Показано, что освоение Луны с целью разработки и утилизации ее природных ресурсов выдвигается на первый план во всем мире.

Исследованиями малых тел Солнечной системы в Отделе исследований Луны и планет занимается Бусарев В.В. Основным направлением первых научных работ Бусарева В.В. спектральных и химико-минералогических свойств поверхности Луны по данным «Лунохода-2» с помощью наземных фотометрических и спектральных наблюдений. Кроме того, для решения указанных задач Бусарев В.В. проводил лабораторные исследования спектральных свойств образцов разных земных минералов и их смесей, распространенных в космических условиях. В частности, им были измерены альбедо и спектр отражения минерала ильменита (FeTiO3), обильного в веществе лунных морей и имеющего важное ресурсное значение. Бусарев В.В., Щербина М.П. выполнили многополосную фотометрию кометы 2I/Борисова, что позволило определить её спектральные и структурные свойства пылевых частиц. Анализ спектральных данных астероидов примитивного типа показал влияние временной экзосферы на определение их класса и состава. Бусарев В.В., Щербина М.П., Савелова А.А. выявили спектральные признаки сублимационно-пылевой активности ряда астероидов ГП, связанного с повышением солнечной температуры вблизи перигелия. Суммарно зарегистрированы признаки временной активности у 26 астероидов методами спектрофотометрии, UBVRI-фотометрии и поляриметрии. Для 47 астероидов АСЗ спектральный класс определён впервые.

Бережным А.А. усовершенствована модель физико-химических процессов во время столкновений метеороидов с Луной. Изучен фотолиз двухатомных молекул в качестве источника атомов металлов в экзосферах планет. Подготовлены обзоры о роли метеороидов как источника различных соединений в экзосферах Луны и Меркурия, о летучих соединениях и атомах тугоплавких элементов и атомов щелочных металлов в экзосферах планет, а также о поведении ОН и Н₂О на поверхности Луны. Подготовлена научная программа исследований экзосферы Меркурия с борта КА БепиКоломбо. Рассмотрены процессы, влияющие на спектрофотометрические параметры диффузных структур на Луне. Рассмотрено влияние ильменита и шпинели на параметры поведения ОН и Н₂О на поверхности Луны. Рассмотрен петрологический и минералогический состав избранных участков на поверхности Луны. В лабораторных условиях изучены оптические спектры оранжевых полос FeO, что важно для моделирования спектров болидов в земной атмосфере. Исследована возможность выживания галофилов Алтайских озер в условиях, возможных на раннем Марсе. Изучены свойства гамма всплеска GRB221009A.

Родионовой Ж.Ф., Шевченко В.В. с соавторами из ГЕОХИ выполнена обзорно-аналитическая работа по исследованию и картографированию Луны космическими аппаратами и пилотируемыми кораблями.  При разработке цветовой шкалы Обзорной карты Луны в масштабе 1:13 000 00 была учтена различная природа рельефа видимого и обратного полушарий и решена задача отображения характерных форм рельефа Луны Родионовой Ж.Ф., Феоктистовой Е.А., Шевченко В.В. с соавторами составлена Карта приполярных областей Луны в масштабах 1:6 000 000 и 1:11 500 000 по данным лазерного высотомера КА “LRO”.

Отдел физики Луны и планет ГАИШ (в настоящем Отдел Исследований Луны и планет ГАИШ МГУ) был создан в 1964 году по инициативе Главного конструктора ракетно-космической техники академика С.П. Королева и был определен головным по изучению и обработке результатов космических съемок Луны и составлению лунных карт и глобусов. Первым заведующим отделом стал Ю.Н. Липский. Первыми сотрудниками Отдела физики Луны и планет были Л.Н. Бондаренко и К.И. Дехтярева. В 1964 г. по просьбе С.П. Королева в ГАИШ для работы в отделе был направлен выпускник МИИГАиК В.В. Шевченко. В 1965 г. также по просьбе С.П. Королева в ГАИШ были направлены выпускники МИИГАиК Ж.Ф. Родионова и В.И. Чикмачев. Эти сотрудники, а также сотрудники Лаборатории фотометрии и спектроскопии Ю.П. Псковский, М.М. Поспергелис и В.В. Новиков, в дальнейшем составили ядро творческого коллектива, который в течение ряда лет под руководством Ю.Н. Липского занимался различными аспектами изучения лунной поверхности. С началом исследования Луны космическими аппаратами сотрудники отдела принимали активное участие в Лунных программах. В 1960 г. Ю.Н. Липский разработал и применил оригинальную методику дешифрирования снимков, переданных на Землю автоматической межпланетной станцией «Луна-3» (1959 г.). Первые в мире изображения обратной стороны Луны были получены 7 октября 1959 года с борта автоматической межпланетной станции «Луна-3». В ГАИШ МГУ были подготовлены первые в мире карты обратной стороны Луны, полные карты и глобусы Луны. Результаты этих исследований вошли в «Атлас обратной стороны Луны» (1960 г.). Вслед за этим совместно ГАИШ и ЦНИИГАиК был подготовлен первый глобус Луны с изображением 2/3 поверхности обратного, невидимого с Земли, полушария. Огромный интерес к работам отдела проявляли Генеральные конструкторы космической техники С.П. Королев и В.П. Глушко. После назначения В.П. Глушко директором и генеральным конструктором Научно-производственного объединения «Энергия» (1974 г.) коллектив Отдела по его просьбе включается в многолетнюю работу над проектами обитаемых баз на Луне и Марсе. Работы были начаты в 1976 г. и продолжались вплоть до начала 90-х годов.

За последующие 13 лет в ГАИШ в кооперации с другими специализированными организациями было подготовлено и выпущено в свет 7 изданий различных лунных карт, 5 изданий глобуса Луны, завершено 3-томное издание «Атласа обратной стороны Луны». Названные работы прочно обеспечили приоритет отечественной науки в глобальном картографировании Луны. ГАИШ стал ведущим астрономическим учреждением страны в области лунных исследований. Решением Астрономического совета Академии наук роль координирующего учреждения по теме «Луна» была поручена ГАИШ МГУ (1972г.).

В это же время Отдел физики Луны и планет сотрудничает с КБ, руководимым Г.Н. Бабакиным. Ю.Н. Липским и В.В. Шевченко был разработан, подготовлен и осуществлен на самоходном аппарате «Луноход-2» фотометрический эксперимент с использованием стандартизации изображения по методу внешнего эталона (1973г.). Результаты этой работы позволили изучать фотометрические характеристики тонкой фракции грунта в его естественном залегании. Под руководством М.М. Поспергелиса, а затем В.В. Новикова при участии А.П. Попова, С.И. Иванова и др. в течении нескольких лет проводились исследования естественных земных аналогов лунных и марсианских ландшафтов, которые могли бы служить для полевых испытаний автоматических самоходных аппаратов (луноходов и марсоходов). С этой целью совместно с конструкторами планетоходов было проведено несколько экспедиций в районы вулканических полей на полуострове Камчатка.

В Отделе была разработана комплексная программа изучения Луны, которая включала исследования физической поверхности, рельефа и покровного вещества Луны по результатам наземных и космических съемок. При этом используются методы селенодезии, картометрии и морфометрии, планетной астрофизики. Основы этой программы были сформулированы во второй половине 60-х годов в виде принципов физического картирования Ю.Н. Липским и В.В. Шевченко и позднее опубликованы в ряде работ. Дальнейшее развитие эти идеи получили в виде основ физической селенографии. Использование данных по наземной фотометрии Луны с привлечением результатов фотометрической обработки космических изображений позволило В.В. Шевченко получить величины основных фотометрических постоянных Луны. Впервые была построена пространственная индикатриса рассеяния, представляющая собой численную модель средней фотометрической функции покровного вещества Луны.

В конце 70-х годов был завершен первый этап сравнительных морфометрических исследований поверхности Луны, Меркурия и Марса. Ю.Н. Липским, Ж.Ф. Родионовой, Т.П. Скобелевой, К.И. Дехтяревой и др. совместно с сотрудниками Геологического института Академии наук было проведено комплексное изучение распределения кратеров различных размеров на поверхности указанных тел. Составленные каталоги включали более чем 50 000 образований. Атлас плотности распределения кратеров на трех телах включал около 40 карт.

После смерти Ю.Н. Липского (1978 г.) заведование Отделом перешло к В.В. Шевченко. Тематика исследований, проводимых в Отделе, постоянно расширялась, в связи с чем подразделение с 1978 г. стало именоваться как Отдел исследований Луны и планет. По решению Международного астрономического союза именем Ю.Н. Липского назван лунный кратер, расположенный в центре обратной стороны Луны.

В 1978 г. В.В. Шевченко решением Исполнительного комитета Международного астрономического союза был назначен председателем Тематической группы по лунной номенклатуре и членом Рабочей группы по номенклатуре планетной системы МАС.

В 80-х годах в Отделе интенсивно развивались лабораторные и полевые исследования аналогов покровного вещества планет и спутников земного типа. В работах В.В. Новикова, А.П. Попова, М.В. Горячева, С.И. Иванова и др. были разработаны методы дистанционной оценки минералогического состава и физико-механических свойств пород с использованием телескопических спектрозональных и поляризационных наблюдений Луны и аналогичных аэрологических и лабораторных исследований земных пород.

Во второй половине 80-х годов были начаты разработки методов дистанционного прогнозирования внеземных природных ресурсов. Первоначально эта задача была поставлена в процессе выполнения контрактной работы с НПО «Энергия» по выбору места для долговременной обитаемой лунной базы (1982 — 1986 гг.). Современный обзор мирового уровня аналогичных исследований был сделан в издании ВИНИТИ «Лунная база — проект XXI века», подготовленном В.В. Шевченко и В.И. Чикмачевым (1989 г.). Детальное развитие это направление получило в работах В.В. Шевченко. Аспекты научного обеспечения долговременной обитаемой базы на Луне включали прогнозирование и поиск внеземных природных ресурсов дистанционными методами планетной астрофизики.

Ж.Ф. Родионова совместно с Т.П. Скобелевой, К.И. Дехтяревой и др. завершила трудоемкую работу по составлению принципиально нового типа каталога кратеров Луны. В 1987 г. был издан «Морфологический каталог кратеров Луны» (Изд. МГУ), который в течении долгого времени не имел зарубежных аналогов. Позднее, в 1994 г., Ж.Ф. Родионовой были завершены работы по созданию аналогичного каталога кольцевых структур Марса. Морфологический каталог марсианских кратеров включает сведения о 19 300 образований. Работы по созданию карт и каталогов небесных тел продолжились в Отделе и 2000-х годах. В 2008- 2012 г.г. Родионовой Ж.Ф. совместно с Лазаревым Е.Н. и Шевченко В.В. были подготовлены карты Венеры, составленные и брошюра «Карта Венеры». Шибановой М.С., Лазаревым Е. Н., Родионовой Ж.Ф. составлена и издана Гипсометрическая карта Фобоса и Деймоса в 2011 г. Родионова Ж.Ф. выполнила значительный объем работ по картографированию планет земной группы и их спутников в качестве редактора: Карты района посадки АМС «Луна 17» и маршрута «Лунохода1», масштаба 1:6 000; Карты района посадки АМС «Луна 21 и маршрута «Лунохода 2» масштаба 1:25 000; Карты Меркурия масштаба 1:20 000 000; Карты борозд Фобоса масштаба 1:120 000;Карты для Гипсометрического глобуса поверхности Луны; Карты Фобоса; Карты для гипсометрических глобусов Марса (2012 г. и 2013 г); Фотокарты видимого полушария Луны масштаба 1:8000 000 (2015 г.); Карты для глобуса Меркурия (2015 г.). В качестве автора и редактора Родионова Ж.Ф. участвовала в подготовке 42 карт для «Атласа Фобоса», изданного в 2016 г. Родионовой Ж.Ф., Феоктистовой Е.А. и Шевченко В.В. совместно с сотрудниками ГЕОХИ РАН составлена «Карта приполярных областей Луны от параллелей +/- 60°» масштаба 1:10 000 000.

Родионовой Ж.Ф. и Феоктистовой Е.А. был создан Морфологический каталог кратеров Меркурия по данным аппаратом «Маринер-10» и «Мессенджер». Каталог содержит информацию о морфологических характеристиках более чем 13 000 кратеров Меркурия.

Исследованиями малых тел Солнечной системы в Отделе исследований Луны и планет занимается Бусарев В.В.  Бусарев В.В. проводил лабораторные исследования спектральных свойств образцов разных земных минералов и их смесей, распространенных в космических условиях. В частности, им были измерены альбедо и спектр отражения минерала ильменита (FeTiO3), обильного в веществе лунных морей и имеющего важное ресурсное значение. В.В. Бусарев с В.В. Прокофьевой-Михайловской (КрАО) (2007) разработали спектрально-частотный метод исследования астероидов и других безатмосферных небесных тел по достаточно длинному ряду их спектров отражения, полученных при последовательных фазах вращения. В 2011 г. В.В. Бусаревым была выдвинута гипотеза о происхождении астероидов С-типа и углистых-хондритов как фрагментов каменно-ледяных тел из зоны формирования Юпитера, прошедших первичную тепловую эволюцию (при распаде 26Al и др. короткоживущих изотопов) и водную дифференциацию, а затем выброшенных (в том числе в Главный пояс астероидов) Юпитером и, возможно, другими планетами-гигантами при гравитационной очистке их орбит от тел меньшего размера. В 2015–2016 гг. В. В. Бусаревым с соавторами впервые обнаружена спектральным методом одновременная сублимационно-пылевая активность нескольких астероидов (как признак массовости этого явления) астероидов примитивных типов Главного пояса, вблизи их перигелийных расстояний.

В 2018 г. В.В. Бусаревым совместно с А.М. Татарниковым и М. А. Бурлак на 2.5-м телескопе Кавказской горной обсерватории ГАИШ, в диапазоне 1.0 – 2.5 мкм получены спектры отражения ведущих и ведомых полушарий галилеевых ледяных спутников Юпитера Европы и Каллисто. В. В. Бусаревым с соавторами в 2021 г. были получены UBVRI-данные о первой межзвездной комете 2I/Borisov.